(57)【要約】【課題】加工や組立が容易な低コストの運動案内装置を提供するとともに、この低コストを維持しながらもミニチュアサイズの運動案内装置を実現する。【解決手段】運動案内装置は、転がり運動自在な複数のボール３１を備える軸体１１と、軸体１１を導通する導通孔２２を備えるとともに該導通孔２２の内周面が複数のボール３１と接触することによって、軸体１１に対する相対的な移動運動が自在である移動部材２１と、を有する。複数のボール３１は、それぞれが軸体１１の所定位置に嵌め込み設置されており、軸体１１の外周面からボール３１の一部分を露出させた状態で転がり運動自在に設置されている。なお、軸体１１の断面形状は、円形でも矩形でも良い。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
転がり運動自在な複数の転動体を備える軸体と、
前記軸体を導通する導通孔を備えるとともに該導通孔の内周面が前記複数の転動体と接触することによって、前記軸体に対する相対的な移動運動が自在である移動部材と、
を有する運動案内装置であって、
前記複数の転動体は、それぞれが前記軸体の所定位置に嵌め込み設置され、前記軸体の外周面から転動体の一部分を露出させた状態で転がり運動自在に設置されていることを特徴とする運動案内装置。
【請求項２】
請求項１に記載の運動案内装置において、
前記移動部材の内周面には螺旋状の転動体転走溝が形成されており、
該転動体転走溝内に前記軸体の外周面から露出した前記転動体の一部分が係合することにより、前記転動体転走溝の螺旋形状に応じた前記移動部材の前記軸体に対する相対的な移動運動が実現されることを特徴とする運動案内装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の運動案内装置において、
前記軸体は、軸方向に平行な方向で分割された分割軸部材の集合体として構成され、
前記分割軸部材には、該分割軸部材同士が接合する接合面から外周面に向けて前記転動体を嵌め込み設置するための転動体設置孔が穿設され、
前記転動体設置孔は、接合面から所定の深さまでの内径が前記転動体の直径以上の径を持つように形成されるとともに、所定の深さから外周面までの内径が徐々に小さくなるように形成され、さらに、外周面での内径が前記転動体の直径より小さい径を持つように形成されていることを特徴とする運動案内装置。
【請求項４】
請求項３に記載の運動案内装置において、
前記軸体は、少なくとも２つ以上の分割軸部材によって構成されていることを特徴とする運動案内装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の運動案内装置において、
前記軸体の外周面から露出した前記転動体の一部分の対極位置にある部分が、この転動体が設置される分割軸部材と接合する他の分割軸部材の接合面と接するように設置されていることを特徴とする運動案内装置。
【請求項６】
請求項５に記載の運動案内装置において、
前記軸体を構成する前記分割軸部材の個数をｎ（ｎは２以上）、
前記転動体を軸方向から見たときの中心点を結んで描かれる正ｎ角形の内角の２分の１をθ、
前記移動部材を基準として前記軸体を回転させたときに前記転動体が描く螺旋形状の直径をＢＣＤとし、
前記転動体の直径をＤａとしたとき、
ＢＣＤ＝Ｄａ／ｃｏｓθ
ただし、θ＝（ｎ−２）・π／２ｎ
なる数式が成り立つように構成されていることを特徴とする運動案内装置。
【請求項７】
請求項５に記載の運動案内装置において、
前記軸体が２つの分割軸部材によって構成され、
前記移動部材を基準として前記軸体を回転させたときに前記転動体が描く螺旋形状の直径をＢＣＤとし、
前記転動体の直径をＤａとしたとき、
ＢＣＤ＝Ｄａ
なる数式が成り立つように構成されていることを特徴とする運動案内装置。
【請求項８】
請求項３又は４に記載の運動案内装置において、
前記軸体の外周面から露出した前記転動体の一部分の対極位置にある部分が、この転動体が設置される分割軸部材と接合する他の分割軸部材の接合面に形成された凹部と接するように設置されていることを特徴とする運動案内装置。
【請求項９】
請求項８に記載の運動案内装置において、
前記移動部材を基準として前記軸体を回転させたときに前記転動体が描く螺旋形状の直径をＢＣＤとし、
前記凹部の曲率をｅ、
前記転動体の直径をＤａとしたとき、
ＢＣＤ＝２Ｄａ（１−ｅ）
なる数式が成り立つように構成されていることを特徴とする運動案内装置。
【請求項１０】
請求項３又は４に記載の運動案内装置において、
前記転動体設置孔内に設置される前記転動体は、前記転動体設置孔に嵌め込まれる転動体コマによって接合面側から抱持されることを特徴とする運動案内装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の運動案内装置において、
前記転動体コマは、前記転動体と接触する側が曲面形状をした凹み形状で形成されるとともに、該凹み形状の反対側が楔形状として形成され、
凹み形状の曲率半径をＲ、
前記凹み形状の曲率をＥ、
凹み形状の最底部から楔形状の頂部までの距離をＸ、
前記移動部材を基準として前記軸体を回転させたときに前記転動体が描く螺旋形状の直径をＢＣＤとし、
前記転動体の直径をＤａとしたとき、
Ｒ＝Ｅ・Ｄａ
Ｘ＝（ＢＣＤ−Ｄａ）／２
なる数式が成り立つように構成されていることを特徴とする運動案内装置。
【請求項１２】
請求項３〜１１のいずれか１項に記載の運動案内装置において、
前記移動部材を基準として前記軸体を回転させたときに前記転動体が描く螺旋形状を前記軸体の軸方向と平行な方向から見たときに把握される正弦波形状のリードをＰとしたとき、
前記転動体の直径Ｄａは、
Ｄａ＞Ｐ／２
なる不等式が成り立つように構成されていることを特徴とする運動案内装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の運動案内装置において、
前記軸体は、軸方向と直交する方向の断面が円形又は矩形であることを特徴とする運動案内装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の運動案内装置において、
前記転動体は、ボールであることを特徴とする運動案内装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、従来にない全く新しい構成の運動案内装置を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転運動と往復運動とを相互に変換することが可能な運動案内装置として、ねじ軸の回転軸線に沿ってナット部材が往復運動する転動体ねじ装置が知られている。そして、従来の転動体ねじ装置は、例えば、図１４、図１５及び図１６に示されるような構成を有する装置である。ここで、図１４は、従来の転動体ねじ装置の一形態を例示する斜視図である。また、図１５は、図１４において示した従来の転動体ねじ装置の構成部材であるナット部材を示す斜視図であり、図１６は、図１４において示した従来の転動体ねじ装置が有するリターンパイプとねじ軸との設置関係を説明するための側面図である。
【０００３】
図１４乃至図１６に示されるように、従来の転動体ねじ装置は、外周面に螺旋状のボール転走溝１６１ａを有するねじ軸１６１と、内周面にボール転走溝１６１ａと対向する螺旋状の負荷転走溝１６３ａを有するナット部材１６３と、ボール転走溝１６１ａと負荷転走溝１６３ａとによって形成される負荷転走路に転動自在に設置される複数のボール１６５とを備えている。さらに、従来の転動体ねじ装置は、ナット部材１６３に嵌め込まれたリターンパイプ１６７によって負荷転走路の一端と他端とを連結する構成を有しており、このリターンパイプ１６７によって負荷転走路内を転がる複数のボール１６５は、無限循環できるようになっている。したがって、従来の転動体ねじ装置においては、ねじ軸１６１のナット部材１６３に対する相対的な回転運動に伴って、ナット部材１６３がねじ軸１６１に対して相対的に往復運動することが可能となっている（例えば、下記特許文献１，２参照）。
【０００４】
【特許文献１】実開平６−６９５０２号公報
【特許文献２】特開２０００−１８３５９号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の転動体ねじ装置では、ねじ軸１６１の外周面側のボール転走溝１６１ａとナット部材１６３の内周面側の負荷転走溝１６３ａとを、それぞれ対応するように正確に加工しなければならなかった。また、従来の転動体ねじ装置にあっては、複数のボール１６５を循環させるためのリターンパイプ１６７等の部品も多数必要であり、部品点数の多い構成によって加工コストや製造コストが高くついてしまうという問題が存在していた。
【０００６】
さらに、従来の転動体ねじ装置は、ねじ軸１６１の軸径に対して２０％以下程度の寸法のボール１６５を使用することが一般的であったが、例えば、軸径がφ１０ｍｍ以下のいわゆるミニチュアサイズの転動体ねじ装置を作製しようとする場合、非常に小さな径のボールに対応した転走溝の加工が必要となるため、このようなミニチュアサイズの転動体ねじ装置を製作することは、加工技術上非常に困難なことであった。
【０００７】
本考案は、上述した課題の存在に鑑みて成されたものであって、その目的は、加工や組立が容易な低コストの運動案内装置を提供するとともに、この低コストを維持しながらもミニチュアサイズの運動案内装置を実現することができる新たな技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本考案に係る運動案内装置は、転がり運動自在な複数の転動体を備える軸体と、前記軸体を導通する導通孔を備えるとともに該導通孔の内周面が前記複数の転動体と接触することによって、前記軸体に対する相対的な移動運動が自在である移動部材と、を有する運動案内装置であって、前記複数の転動体は、それぞれが前記軸体の所定位置に嵌め込み設置され、前記軸体の外周面から転動体の一部分を露出させた状態で転がり運動自在に設置されていることを特徴とする。
【０００９】
本考案に係る運動案内装置は、前記移動部材の内周面に螺旋状の転動体転走溝が形成されており、該転動体転走溝内に前記軸体の外周面から露出した前記転動体の一部分が係合することにより、前記転動体転走溝の螺旋形状に応じた前記移動部材の前記軸体に対する相対的な移動運動が実現される。
【００１０】
また、本考案に係る運動案内装置において、前記軸体は、軸方向に平行な方向で分割された分割軸部材の集合体として構成され、前記分割軸部材には、該分割軸部材同士が接合する接合面から外周面に向けて前記転動体を嵌め込み設置するための転動体設置孔が穿設され、前記転動体設置孔は、接合面から所定の深さまでの内径が前記転動体の直径以上の径を持つように形成されるとともに、所定の深さから外周面までの内径が徐々に小さくなるように形成され、さらに、外周面での内径が前記転動体の直径より小さい径を持つように形成されていることとすることができる。
【００１１】
さらに、本考案に係る運動案内装置において、前記軸体は、少なくとも２つ以上の分割軸部材によって構成されていることとすることができる。
【００１２】
またさらに、本考案に係る運動案内装置は、前記軸体の外周面から露出した前記転動体の一部分の対極位置にある部分が、この転動体が設置される分割軸部材と接合する他の分割軸部材の接合面と接するように設置されていることとすることができる。
【００１３】
さらにまた、本考案に係る運動案内装置は、前記軸体を構成する前記分割軸部材の個数をｎ（ｎは２以上）、前記転動体を軸方向から見たときの中心点を結んで描かれる正ｎ角形の内角の２分の１をθ、前記移動部材を基準として前記軸体を回転させたときに前記転動体が描く螺旋形状の直径をＢＣＤとし、前記転動体の直径をＤａとしたとき、
ＢＣＤ＝Ｄａ／ｃｏｓθ
ただし、θ＝（ｎ−２）・π／２ｎ
なる数式が成り立つように構成されていることとすることができる。
【００１４】
さらにまた、本考案に係る運動案内装置は、前記軸体が２つの分割軸部材によって構成され、前記移動部材を基準として前記軸体を回転させたときに前記転動体が描く螺旋形状の直径をＢＣＤとし、前記転動体の直径をＤａとしたとき、
ＢＣＤ＝Ｄａ
なる数式が成り立つように構成されていることとすることができる。
【００１５】
また、本考案に係る運動案内装置は、前記軸体の外周面から露出した前記転動体の一部分の対極位置にある部分が、この転動体が設置される分割軸部材と接合する他の分割軸部材の接合面に形成された凹部と接するように設置されていることとすることができる。
【００１６】
さらに、本考案に係る運動案内装置は、前記移動部材を基準として前記軸体を回転させたときに前記転動体が描く螺旋形状の直径をＢＣＤとし、前記凹部の曲率をｅ、前記転動体の直径をＤａとしたとき、
ＢＣＤ＝２Ｄａ（１−ｅ）
なる数式が成り立つように構成されていることとすることができる。
【００１７】
また、本考案に係る運動案内装置において、前記転動体設置孔内に設置される前記転動体は、前記転動体設置孔に嵌め込まれる転動体コマによって接合面側から抱持されることとすることができる。
【００１８】
さらに、本考案に係る運動案内装置において、前記転動体コマは、前記転動体と接触する側が曲面形状をした凹み形状で形成されるとともに、該凹み形状の反対側が楔形状として形成され、凹み形状の曲率半径をＲ、前記凹み形状の曲率をＥ、凹み形状の最底部から楔形状の頂部までの距離をＸ、前記移動部材を基準として前記軸体を回転させたときに前記転動体が描く螺旋形状の直径をＢＣＤとし、前記転動体の直径をＤａとしたとき、
Ｒ＝Ｅ・Ｄａ
Ｘ＝（ＢＣＤ−Ｄａ）／２
なる数式が成り立つように構成されていることとすることができる。
【００１９】
さらに、本考案に係る運動案内装置において、前記移動部材を基準として前記軸体を回転させたときに前記転動体が描く螺旋形状を前記軸体の軸方向と平行な方向から見たときに把握される正弦波形状のリードをＰとしたとき、前記転動体の直径Ｄａは、
Ｄａ＞Ｐ／２
なる不等式が成り立つように構成されていることとすることができる。
【００２０】
また、本考案に係る運動案内装置において、前記軸体は、軸方向と直交する方向の断面が円形又は矩形であることとすることができる。
【００２１】
さらに、本考案に係る運動案内装置において、前記転動体は、ボールであることとすることができる。
【００２２】
なお上記考案の概要は、本考案の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた考案となり得る。
【考案の効果】
【００２３】
本考案に係る運動案内装置は、従来の運動案内装置に比べて部品点数が少なく、軸側に対して螺旋状の転動体転走溝を形成する必要がないので、加工や組立が容易となり、低コストな運動案内装置を提供することができる。
【００２４】
また、本考案に係る運動案内装置によれば、従来技術では困難であったねじ軸の軸径に対して２０％以上の寸法の転動体を用いることができる。このことは、軸径がφ１０ｍｍ以下のいわゆるミニチュアサイズの運動案内装置を製作する際にも有利な点となる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本考案を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の各実施形態は、各請求項に係る考案を限定するものではなく、また、各実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが考案の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２６】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る運動案内装置の斜視外観透視図である。また、図２は、第１の実施形態に係る運動案内装置が備える軸体の構造を説明するための分解図であり、図３は、第１の実施形態に係る運動案内装置が備える移動部材を説明するための斜視外観透視図である。さらに、図４は、第１の実施形態に係る運動案内装置の要部構成を説明するための断面図である。
【００２７】
第１の実施形態に係る運動案内装置は、主要な構成部材として、丸棒形状をした軸体１１と、中空円筒形状をした移動部材２１と、軸体１１と移動部材２１との間に転がり運動自在に設置される転動体としてのボール３１を備えている。
【００２８】
軸体１１は、軸方向と直交する方向の断面が円形に形成された部材である。そして、軸体１１には、所定の間隔を隔てた位置に転がり運動自在な複数のボール３１が嵌め込み設置されている。この軸体１１の具体的な構成について図２を参照して説明すると、第１の実施形態に係る軸体１１は、ちょうど丸棒を軸方向に半割りした半円柱形状をした２つの分割軸部材１１ａ，１１ａが重ね合わされて形成されている。つまり、軸体１１は、軸方向に平行な方向で分割された分割軸部材１１ａ，１１ａの集合体として構成されている。
【００２９】
分割軸部材１１ａには、分割軸部材１１ａ同士の接合する接合面１２から外周面１３に向けてボール３１を嵌め込み設置するための転動体設置孔１４が穿設されている。この転動体設置孔１４は、図４においてより詳細に示されるように、接合面１２から符号Ａで示される所定の深さまでの内径Ｌ1がボール３１の直径Ｄａ以上の径を持つように形成されるとともに、符号Ｂで示される所定の深さから外周面１３までの内径が徐々に小さくなるように形成され、さらに、外周面１３での内径Ｌ2がボール３１の直径Ｄａより小さい径を持つように形成されている。したがって、転動体設置孔１４内に収納された後、２つの分割軸部材１１ａ，１１ａ間に挟まれた状態で軸体１１に設置されるボール３１は、軸体の外周面１３からボール３１の一部分を露出させている。また、軸体１１の外周面１３から露出したボール３１の一部分の対極位置にある部分は、このボール３１が設置される分割軸部材１１ａと接合する他の分割軸部材１１ａの接合面１２と接して設置されることとなる。かかる構成を採用することによって、軸体１１に設置されるボール３１は、軸体１１からこぼれ落ちることがない。
【００３０】
なお、２つの分割軸部材１１ａ，１１ａの接合位置を正確に決定する手段としては、図２に示すように、接合面１２に対して突起部１５を突設するとともに、この突起部１５を挿入可能な固定孔１６を形成し、これら突起部１５と固定孔１６とを嵌め合わせる構成を採用することができる。かかる構成によれば、確実な接合位置が規定可能である。また、２つの分割軸部材１１ａ，１１ａの接合方法としては、接着やねじによる螺合、ピンなどの係止手段を用いるなど、あらゆる接合方法を採用することが可能である。
【００３１】
ちなみに、上述した突起部１５と固定孔１６は、図２のようにそれぞれを対角配置することによって２つの分割軸部材１１ａ，１１ａを全く同じ形状とすることが可能となるので、部品点数の削減を図ることが可能となる。
【００３２】
移動部材２１は、軸体１１を導通する導通孔２２を備えるとともに、この導通孔２２の内周面が複数のボール３１と転がり接触することによって、軸体１１に対する相対的な移動運動が自在となるように構成される部材である。そして、移動部材２１の内周面には螺旋状の転動体転走溝２３が形成されており、この転動体転走溝２３内に軸体１１の外周面１３から露出したボール３１の一部分が係合することにより、転動体転走溝２３の螺旋形状に応じた移動部材２１の軸体１１に対する相対的な移動運動が実現されることとなる。
【００３３】
なお、第１の実施形態に係る移動部材２１は、中空円筒形状の外郭形状を有しているが、軸体１１を導通して回転運動できるものであればその外郭形状は任意に設定することができ、矩形形状としたり外周側にフランジ等の外部接続手段を設けたりすることも可能である。
【００３４】
第１の実施形態に係る運動案内装置は、以上のような構成を有しているので、従来の運動案内装置（転動体ねじ装置）のように、軸体の外周面に転動体転走溝を形成する必要がなく、また、多数のボールを数珠繋ぎ状に連接させる必要もない。さらに、第１の実施形態に係る運動案内装置では、複数のボール３１それぞれが軸体１１の所定位置に設置され、その場で転動自在とされるので、従来の運動案内装置（転動体ねじ装置）で必要であったリターンパイプのような加工・取付作業が複雑な部品を必要とすることもない。したがって、第１の実施形態に係る運動案内装置は、部品点数が少ない上に、簡単に製造できる部材によって構成されているので、従来技術に比べて少ないコストで製造することが可能である。
【００３５】
次に、第１の実施形態に係る運動案内装置の製造方法について説明する。まず、分割軸部材１１ａに穿設された全ての転動体設置孔１４に対してボール３１を入れていく。そして、全ての転動体設置孔１４にボール３１が挿入された分割軸部材１１ａを２つ用意し、これらの接合面１２同士を重ね合わせる。この状態から２つの分割軸部材１１ａ，１１ａを接着や螺合などの接合方法により確実に固定し、軸体１１が完成する。
【００３６】
軸体１１の表面には、移動部材２１の内周面側に形成された転動体転走溝２３の形状・ピッチ等に対応するようにボール３１が配置されているので、軸体１１の外周面１３から露出したボール３１の一部分が移動部材２１の転動体転走溝２３に係合するようにねじ込むことにより、転動体転走溝２３の螺旋形状に応じた移動部材２１の軸体１１に対する相対的な移動運動が可能な第１の実施形態に係る運動案内装置が完成する。
【００３７】
なお、第１の実施形態に係る運動案内装置においては、ボール３１の配置関係が重要となる。すなわち、図４中には、移動部材２１を基準として軸体１１を回転させたときにボール３１の中心点が描く螺旋形状（図３の符号αで示す）を軸体１１の軸方向と平行な方向から見たときに把握される正弦波形状βが示されている。そして、螺旋形状αの直径、すなわち正弦波形状βの振幅をＢＣＤとし、ボール３１の直径をＤａとしたとき、
ＢＣＤ＝Ｄａ
なる数式が成り立つように軸体１１に対するボール３１の配置位置を規定し、運動案内装置を構成することが重要である。かかる構成によって、移動部材２１の軸体１１に対するスムーズな往復運動が実現する。ただし、かかる関係式は、２つの分割軸部材１１ａ，１１ａで軸体１１が形成される第１の実施形態に係る運動案内装置の場合に適用されるものである。軸体１１が３つ以上の分割軸部材で構成される場合にも適用可能な関係式については、第４の実施形態において詳述する。
【００３８】
［第２の実施形態］
上述した第１の実施形態に係る運動案内装置は、本考案の好適な一形態を例示したものであるが、本考案の技術的範囲は上記第１の実施形態に記載の範囲には限定されず、多様な変形形態を採用することが可能である。次に説明する第２の実施形態に係る運動案内装置は、転動体のより安定した転がり運動を実現すべく改良された実施形態を例示するものである。なお、以下に説明する各実施形態においては、上述した第１の実施形態と同一又は類似する部材を説明する場合に、同一符号を付して説明を省略する場合がある。
【００３９】
図５は、第２の実施形態に係る運動案内装置が備える軸体の構造を説明するための分解図である。また、図６は、第２の実施形態に係る運動案内装置の要部構成を説明するための断面図である。
【００４０】
第２の実施形態に係る運動案内装置は、上述した第１の実施形態に係る運動案内装置が備える構成に加え、分割軸部材１１ａの接合面１２上にボール３１を受容するための凹部１７が形成されていることを特徴としている。すなわち、軸体１１の外周面１３から露出したボール３１の一部分の対極位置にある部分は、上述した第１の実施形態では、接合面１２という平面と接触していた。この場合、ボール３１は、分割軸部材１１ａの接合面１２と点接触することとなるので、この接触点に荷重が集中することとなり、使用条件によってはスムーズな転がり運動に影響を及ぼす場合もある。
【００４１】
そこで、第２の実施形態に係る運動案内装置では、軸体１１の外周面１３から露出したボール３１の一部分の対極位置にある部分が、このボール３１が設置される分割軸部材１１ａと接合する他の分割軸部材１１ａの接合面１２に形成された凹部１７と接するように設置することとした。この凹部１７は、ボール３１の形状に対応した曲面形状に形成されているため、ボール３１を抱持することができる。また、移動部材２１の内周面に形成された転動体転走溝２３と凹部１７とが協働してボール３１を抱持するので、ボール３１はあらゆる方向からの荷重負荷に耐え得ることが可能となる。したがって、第２の実施形態に係る運動案内装置によれば、ボール３１のよりスムーズな転がり運動が実現する。
【００４２】
次に、第２の実施形態に係る運動案内装置の場合の、ボール３１の配置関係について、図６を用いて説明する。すなわち、図６中には、第１の実施形態に係る正弦波形状βに対応するものとして、符号γで示される正弦波形状が描かれている。そして、移動部材２１を基準として軸体１１を回転させたときにボール３１が描く螺旋形状の直径、すなわち正弦波形状γの振幅をＢＣＤとし、凹部１７の曲率をｅ、ボール３１の直径をＤａとしたとき、
ＢＣＤ＝２Ｄａ（１−ｅ）
なる数式が成り立つように構成されていることが好適である。かかる構成によって、移動部材２１の軸体１１に対するスムーズな往復運動が実現することとなる。
【００４３】
ちなみに、上記数式の根拠を説明すると、第２の実施形態の場合には、凹部１７の存在によってボール３１位置が軸方向で重畳しているので、この重なり分を考慮する必要がある。そして、凹部１７の曲率をｅとした場合に、凹部１７から凹部１７の曲率中心までの距離は、ｅ・Ｄａで表すことができる。したがって、凹部１７から凹部１７の曲率中心までの距離ｅ・Ｄａから、ボール直径Ｄａの２分の１の値を引くことによって、凹部１７の深さｘを求めることができる。すなわち、ｘ＝ｅ・Ｄａ−Ｄａ／２となる。以上から、分割軸部材１１ａに凹部１７がある場合のボール３１が描く螺旋形状の直径、すなわち正弦波形状γの振幅ＢＣＤは、凹部１７が両側にあることを考慮して、
ＢＣＤ＝Ｄａ−２ｘ
とし、ｘにｅ・Ｄａ−Ｄａ／２を代入することによって求めることができる。
【００４４】
したがって、
ＢＣＤ＝Ｄａ−２ｘ
＝Ｄａ−２（ｅ・Ｄａ−Ｄａ／２）
＝Ｄａ−２ｅ・Ｄａ＋Ｄａ
＝２Ｄａ−２ｅ・Ｄａ
＝２Ｄａ（１−ｅ）
となる。
【００４５】
以上説明したボール３１の配置関係については、軸体１１の軸方向に対して垂直な方向のボール３１位置について規定したものであった。しかしながら、ボール３１の配置関係については、軸体１１の軸方向での配置関係も重要である。
【００４６】
すなわち、図６において符号Ｙで示すところの隣り合うボール３１，３１同士の距離Ｙは、移動部材２１を基準として軸体１１を回転させたときにボール３１が描く螺旋形状を軸体１１の軸方向と平行な方向から見たときに把握される正弦波形状γのリードをＰとしたときに、
Ｙ＝Ｐ／２−Ｄａ＞０
なる条件式が導かれるので、ボール３１の直径Ｄａは、
Ｄａ＞Ｐ／２
なる不等式が成り立つように構成されていることが必要である。かかる構成に基づいて複数のボール３１，…，３１を配置することにより、移動部材２１の軸体１１に対する好適な相対往復運動が実現することとなる。
【００４７】
［第３の実施形態］
上述した第１及び第２の実施形態に係る運動案内装置は、軸体１１が丸棒形状をした部材として構成されていた。しかしながら、軸体１１の形状は、上述したものには限られず、図７及び図８において示すような、角棒形状としても実現可能である。ここで、図７は、第３の実施形態に係る運動案内装置の斜視外観透視図であり、また、図８は、第３の実施形態に係る運動案内装置が備える軸体の構造を説明するための分解図である。
【００４８】
すなわち、第３の実施形態に係る運動案内装置では、２つの分割軸部材４１ａ，４１ａの形状が、軸体４１の軸方向と直交する方向の断面が矩形に形成されており、これら２つの分割軸部材４１ａ，４１ａが組み合わされたときに、軸体４１はちょうど角棒形状となるように構成されている。かかる構成は、軸体の表面に螺旋状の転動体転走溝を形成しなければならない従来の運動案内装置（転動体ねじ装置）では採用することが不可能な構成である。そして、第３の実施形態に係る運動案内装置は、案内対象物や使用環境に応じた軸体１４の多様な変形の可能性を示唆するものであり、本考案が従来技術に比べて適用範囲が格段に広いことを示している。
【００４９】
なお、軸体４１や分割軸部材４１ａの形状については、図７及び図８で示したものに限られず、断面正方形や断面長方形などの様々な形状を採用することが可能である。
【００５０】
［第４の実施形態］
上述した第１乃至第３の実施形態に係る運動案内装置は、軸体１１（４１）が２つの分割軸部材１１ａ，１１ａ（４１ａ，４１ａ）によって構成されるものであった。しかしながら、軸体１１，４１の分割数については２つに限定されるものではなく、３つ以上に分割することも可能である。そこで、軸体を３分割した場合の実施形態について、図９及び図１０を用いて説明を行う。ここで、図９は、第４の実施形態に係る軸体の外観斜視図であり、図１０は、第４の実施形態に係る軸体の基本構成を説明するための斜視分解図である。
【００５１】
第４の実施形態に係る軸体５１は、丸棒形状の軸体５１が３分割されたものであり、軸体５１を構成する３つの分割軸部材５１ａ，５１ａ，５１ａは、断面が扇形状に構成されている。３つの分割軸部材５１ａ，５１ａ，５１ａのそれぞれには、分割軸部材５１ａ同士の接合する接合面５２から外周面５３に向けてボール３１を嵌め込み設置するための転動体設置孔５４が穿設されており、転動体設置孔５４の構造については、上述した第１乃至第３の実施形態の場合と同様である。
【００５２】
なお、第４の実施形態に係る運動案内装置のように、軸体５１が３つ以上の分割軸部材５１ａ，５１ａ，５１ａで構成される場合、ボール３１の配置関係は、以下の関係式により導出することができる。すなわち、図１１中の（ｂ）で示すように、軸体の分割数、すなわち軸体を構成する分割軸部材の個数ｎが３の場合には、３つの転動体を軸方向から見たときの中心点を結んで描かれる正ｎ角形（ここでは、正三角形）の内角の２分の１をθとしたとき、
ＢＣＤ＝Ｄａ／ｃｏｓθ
ただし、θ＝（ｎ−２）・π／２ｎ
なる数式が成り立つ。
【００５３】
この関係式は、軸体の分割数（分割軸部材の個数）ｎが４の場合（図１１中（ｃ）参照）及び軸体の分割数（分割軸部材の個数）ｎが５の場合（図１１中（ｄ）参照）であっても同様に成り立つものである。さらに、図１１中（ａ）で示す軸体の分割数（分割軸部材の個数）ｎが２の場合にも、θ＝０であるからｃｏｓθ＝１となって同様に成り立ち、このことは、上記第１の実施形態で説明した数式とも矛盾しない。したがって、
ＢＣＤ＝Ｄａ／ｃｏｓθ
ただし、θ＝（ｎ−２）・π／２ｎ
なる数式は、軸体の分割数（分割軸部材の個数）ｎが２以上の場合に適用可能なものである。かかる数式を満足する構成の採用によって、移動部材の軸体５１に対するスムーズな往復運動が実現する。
【００５４】
なお、第４の実施形態の場合、軸体５１の外周面５３から露出したボール３１の一部分の対極位置にある部分は、対向する２つの分割軸部材５１ａ，５１ａに形成される２つの接合面５２，５２と接するように構成することが可能であるが、スムーズなボール３１の転がり運動を実現するために、図１２に例示するような転動体コマ６０を設置することも可能である。
【００５５】
この転動体コマ６０は、一方の端面がボール３１を受容するために曲面形状をした凹み形状で構成されており、他方の端部（すなわち、凹み形状の反対側）が対向する２つの分割軸部材５１ａ，５１ａに形成される２つの接合面５２，５２と接するように楔形状で形成されている。そして、転動体コマ６０は、ボール３１を嵌め込み設置するために分割軸部材５１ａに穿設された転動体設置孔１４に嵌め込み設置される。したがって、転動体設置孔１４内に設置されるボール３１は、転動体設置孔１４に嵌め込まれる転動体コマ６０によって分割軸部材５１ａの接合面５２側から抱持されることとなる。
【００５６】
転動体コマ６０の設計条件について、図１３を用いて説明する。ここで、図１３中（ａ）は軸体の分割数ｎが３の場合を示しており、図１３中（ｂ）は軸体の分割数ｎが４の場合を示しており、図１３中（ｃ）は軸体の分割数ｎが５の場合を示している。図１３において、符号Ｒは、転動体コマ６０がボール３１と接触する側の曲面形状をした凹み形状の曲率半径を示しており、この凹み形状の曲率をＥとすると、
Ｒ＝Ｅ・Ｄａ
で表すことができる。
【００５７】
また、転動体コマ６０の凹み形状の最底部から楔形状の頂部までの距離Ｘは、移動部材を基準として軸体５１を回転させたときにボール３１が描く螺旋形状の直径をＢＣＤとし、ボール３１の直径をＤａとしたときに、
Ｘ＝（ＢＣＤ−Ｄａ）／２
なる数式で規定することができる。
【００５８】
したがって、以上をまとめると、転動体コマ６０は、
Ｒ＝Ｅ・Ｄａ
Ｘ＝（ＢＣＤ−Ｄａ）／２
なる数式が成り立つように設計することが、ボール３１のスムーズな転がり運動を実現する上で好適である。
【００５９】
なお、軸径がφ１０ｍｍ以下のいわゆるミニチュアサイズの運動案内装置を製作する場合を考えると、従来の運動案内装置（転動体ねじ装置）では、軸径に合わせて非常に小さな径のボールを用意し、この小さなボールに対応した転走溝の加工が必要であったため、加工技術上の問題から製作が困難であるという問題があった。しかしながら、本考案に係る運動案内装置の場合には、従来技術に比べて軸径に対するボール径の大きさを非常に大きくとることができるので、たとえφ１０ｍｍ以下という小さな軸径であっても、特殊な加工技術を用いることなく運動案内装置を製作することが十分に可能である。
【００６０】
以上、本考案の好適な実施形態について説明したが、本考案の技術的範囲は上記各実施形態に記載の範囲には限定されない。上記各実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。例えば、第３の実施形態において例示した矩形形状の軸体４１を構成する２つの分割軸部材４１ａ，４１ａに対して、第２の実施形態で説明した凹部１７を形成するようにしても良い。また、本考案に適用可能な転動体は、ボールのみに限られず、ローラやコマ等のあらゆる転動体を採用することが可能である。その様な変更又は改良を加えた形態も本考案の技術的範囲に含まれ得ることが、実用新案登録請求の範囲の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】第１の実施形態に係る運動案内装置の斜視外観透視図である。
【図２】第１の実施形態に係る運動案内装置が備える軸体の構造を説明するための分解図である。
【図３】第１の実施形態に係る運動案内装置が備える移動部材を説明するための斜視外観透視図である。
【図４】第１の実施形態に係る運動案内装置の要部構成を説明するための断面図である。
【図５】第２の実施形態に係る運動案内装置が備える軸体の構造を説明するための分解図である。
【図６】第２の実施形態に係る運動案内装置の要部構成を説明するための断面図である。
【図７】第３の実施形態に係る運動案内装置の斜視外観透視図である。
【図８】第３の実施形態に係る運動案内装置が備える軸体の構造を説明するための分解図である。
【図９】第４の実施形態に係る軸体の外観斜視図である。
【図１０】第４の実施形態に係る軸体の基本構成を説明するための斜視分解図である。
【図１１】軸体が複数の分割軸部材で構成される場合の、ボールの配置関係を説明するための図である。
【図１２】本考案に適用することができる転動体コマの構成を例示する外観斜視図である。
【図１３】転動体コマの設計条件について説明するための図である。
【図１４】従来の転動体ねじ装置の一形態を例示する斜視図である。
【図１５】図１４において示した従来の転動体ねじ装置の構成部材であるナット部材を示す斜視図である。
【図１６】図１４において示した従来の転動体ねじ装置が有するリターンパイプとねじ軸との設置関係を説明するための側面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１１  軸体、１１ａ  分割軸部材、１２  接合面、１３  外周面、１４  転動体設置孔、１５  突起部、１６  固定孔、１７  凹部、２１  移動部材、２２  導通孔、２３  転動体転走溝、３１  ボール、４１  軸体、４１ａ  分割軸部材、５１  軸体、５１ａ  分割軸部材、５２  接合面、５３  外周面、６０  転動体コマ、Ｄａ  転動体（ボール）の直径、Ｌ1  接合面から所定の深さまでの内径、Ｌ2  外周面での内径、Ｐ  リード、ｘ  凹部の深さ、Ｙ  隣り合う転動体（ボール）同士の距離、ｅ  凹部の曲率、ｎ  分割軸部材の個数、Ｒ  凹み形状の曲率半径、Ｅ  凹み形状の曲率、Ｘ  凹み形状の最底部から楔形状の頂部までの距離、α  螺旋形状、β  正弦波形状、γ  正弦波形状、１６１  ねじ軸、１６１ａ  ボール転走溝、１６３  ナット部材、１６３ａ  負荷転走溝、１６５  複数のボール、１６７  リターンパイプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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